一种压印设备

本实用新型涉及压印设备技术领域，特别是涉及一种压印设备。

背景技术：

现有的纳米压印的技术大多适用于制造非倾斜式的衍射光栅结构。但在增强现实领域，纳米尺度的倾斜光栅，有助于实现衍射光栅1级或-1级衍射效率的极大化，理论上可以达到90％以上，这对于光波导方法的增强现实领域有着极大的作用，不仅如此，倾斜光栅还具备波长选择特性，通过调控倾斜光栅的倾角、周期、高度等参数，可以实现针对某一波段的极高衍射特性。这种特性，不仅有效提升了增强现实设备的能量转换效率，缩短了电池能源的体积，提高轻便度，而且有助于减弱衍射光栅带来的色差、彩虹纹等现象，提高显示质量。

但倾斜光栅的制备方法困难，普遍存在着压力分布不均的问题，且在压印的过程中容易产生气泡，影响了产品的质量。

前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种防止在压印时出现气泡的压印设备。

本实用新型提供一种压印设备，包括机架、设置在所述机架上用于放置待压印物的承载平台、设置在所述承载平台上方的治具，以及压印结构，所述治具包括用于固定模具的固定结构和用于调节所述固定结构两相对侧的相对高度的第一升降结构，所述压印结构包括压辊和与所述压辊连接的动力结构，在工作时，所述动力结构驱动所述压辊由所述固定结构高度低的一侧向高度高的一侧运动，所述第一升降结构随所述压辊运动驱动所述固定结构逐步下降高度以使所述模具自所述待压印物的一侧向另一侧压印。

在其中一实施例中，所述固定结构为中间镂空的可调节中间镂空的空间尺寸的方形框体。

在其中一实施例中，所述方形框体包括四条固定边，以及至少在一条所述固定边内侧设置一调节结构，所述调节结构包括夹板和调节部件，所述调节部件分别连接所述夹板及与所述夹板相对应的固定边，所述调节部件调节所述夹板与所述相对应的固定边的相对距离。

在其中一实施例中，所述第一升降结构包括第一升降部和驱动所述第一升降部上下运动的驱动部件，所述第一升降部一端穿过所述承载平台连接所述固定结构的下表面。

在其中一实施例中，还包括用于密闭所述承载平台的密闭腔体和驱动所述密闭腔体上下运动的第二升降结构，所述第二升降结构分别连接所述机架和所述密闭腔体的上表面。

在其中一实施例中，所述密闭腔体为朝下一侧开口的方形腔体，所述密闭腔体的一侧壁设有联通内外的真空孔；所述承载平台上设有与所述密闭腔体相对应的密封条，所述第二升降结构调节所述密闭腔体向下运动至与所述密封条配合将所述治具密封于所述密闭腔体内。

在其中一实施例中，所述密闭腔体7两相对侧的内壁上均设有导向条，所述动力结构包括两个滚轴、传动带和两个传动结构，两个所述滚轴分别设置在所述传动带两端，且所述滚轴的两端分别连接两个设置所述导向条的所述密闭腔体的内壁，所述传动带连接所述传动结构，所述传动结构安装在所述导向条上且可以沿所述导向条来回运动，所述压辊的两端均连接一所述传动结构。

在其中一实施例中，所述传动结构包括第三升降结构、连接块和传动块，所述第三升降结构和所述传动块设置在所述连接块相对应的两侧表面，所述第三升降结构调整所述压辊与所述承载平台的相对高度，所述传动块连接所述传动带。

在其中一实施例中，还包括运动平台，所述运动平台安装在所述机架上，所述压印结构固定在所述运动平台表面上的一侧，所述承载平台设置在所述运动平台表面上的另一侧，且所述承载平台可以在所述运动平台上向所述压印结构移动。

在其中一实施例中，还包括固化装置，所述固化装置设置在所述压印结构的一侧。

本实用新型提供的压印设备，通过所述动力结构驱动所述压辊由所述固定结构高度低的一侧向高度高的一侧运动，所述第一升降结构随所述压辊运动驱动所述固定结构逐步下降高度以使所述模具自所述待压印物的一侧向另一侧压印，使得压印过程中待压印物受力均匀，有效地防止压印时气泡的生成，保证了压印的精度；不仅能够制备常规的光栅结构，同时也适用于生产倾斜微纳米结构，应用范围广泛。

附图说明

图1为本实用新型实施例压印设备的结构示意图；

图2为图1另一视角的结构示意图；

图3为本实用新型实施压印设备中的部分结构示意图；

图4为本实用新型实施例承载平台和治具组合的结构示意图；

图5为图4另一视角的结构示意图；

图6为本实用新型实施例压印结构、第三升降结构和密闭腔体三者组合的结构示意图；

图7为本实用新型实施例传动结构的结构示意图；

图8为图7另一视角的结构示意图。

图中，机架1、运动平台2、承载平台3、固化装置8、定位检测结构9；固定结构4、方形框体41、调节结构42；

第二升降结构5、第二本体51、第二升降部52、承载板53、支撑柱55、缓冲部件56；

压印结构6、动力装置60、压辊61、传动结构62、滚轴63、传动带64；第三升降结构621、连接块622、导向块623、传动块624；气动部6214、滑动部6215、连接部6216、连接孔62161；

密闭腔体7、导向条72、真空孔711；

第一升降结构10、第一升降部101、驱动部件102。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

请参图1至图6，本实用新型实施例中提供的压印设备，包括机架1、设置在机架1上用于放置待压印物的承载平台3、设置在承载平台3上方的治具，以及压印结构6。治具包括用于固定模具的固定结构4和用于调节固定结构4两相对侧的相对高度的第一升降结构10，压印结构6包括压辊61和与压辊61连接的动力结构。在工作时，动力结构驱动压辊61由固定结构4高度低的一侧向高度高的一侧运动，第一升降结构10随压辊61运动驱动固定结构4逐步下降高度以使模具自待压印物的一侧向另一侧压印。

压印设备包括运动平台2；运动平台2安装在机架1上，承载平台3设置在运动平台2表面上，且承载平台3可以在运动平台2上移动。

承载平台3为真空吸附平台，可以将放置在承载平台3上的待压印物进行真空吸附，真空吸附的作用不是为了固定，是为了排气，保证压印无气泡。

承载平台3上表面设置有方形的密封圈12，密封圈12所围圈的面积大于治具的面积，以使密封圈12能将治具圈至在密封圈12内。

固定结构4为中间镂空的可调节中间镂空的空间尺寸的方形框体41。方形框体41包括四条固定边，以及至少在一条固定边内侧设置一调节结构42；分别与此固定边的两端连接的两固定边上设有滑槽。

在本实施例中，调节结构42的数量为2个，分别设置在相对应的两条固定边。

调节结构42包括夹板和调节部件；夹板的两端分别嵌入两条固定边上的滑槽内，以使调节部件调节时夹板能沿滑槽顺利地调整方形框体41中镂空空间的尺寸。调节部件数量为5个，5个调节部件间隔设置；每一调节部件分别连接夹板及与夹板相对应的固定边，调节部件调节夹板与相对应的固定边的相对距离，从而调整固定结构4的尺寸，以适应不同待压印物的模具的尺寸。具体地，调节部件包括带螺帽的螺杆和螺母，螺杆穿过夹板和固定边与螺母连接，螺帽与螺杆连接一侧的表面抵住夹板，调节螺母，实现固定结构4尺寸的调整。

第一升降结构10可以为气动升降结构，也可以为电动升降结构。第一升降结构10安装在承载平台3的下表面；第一升降结构10包括第一升降部101和驱动部件102；第一升降部101一端穿过承载平台3抵住并连接固定结构4的下表面。

在本实施例中，第一升降结构10为气动升降结构，第一升降部101的数量4个，4个第一升降部101安装在方形框体41下表面的四角。

同一侧的2个第一升降部101之间设有1个驱动部件102。即，1个驱动部件102驱动2个第一升降结构10。驱动部件102安装在承载平台3的下表面，通过驱动升降结构中的第一升降部上下运动，从而使固定结构4上下运动。

具体地，驱动部件102的数量为2个，2个驱动部件102分别安装在方形框体41的相对应的两侧。同一个驱动部件102通过联通管分别连接同一侧的2个第一升降部101，以驱动第一升降部101运动。

压印设备还包括用于密闭承载平台3的密闭腔体7和驱动密闭腔体7上下运动的第二升降结构5。第二升降结构5分别连接机架1和密闭腔体7的上表面；第二升降结构5可以为气动升降结构，也可以为电动升降结构。

具体地，第二升降结构5为气动升降结构；第二升降结构5包括第二本体51、第二升降部52、支撑柱55和承载板53。支撑柱55设置4个，4个支撑柱55分别穿过承载板53和密闭腔体7的四角以及运动平台2并与机架1连接；其中，承载板53与支撑柱55固定连接，密闭腔体7可以沿支撑柱55上下活动。第二本体51安装在承载板53上，且承载板53设有使第二升降部52穿过的孔；第二升降部52的一端穿过此孔连接密闭腔体7，第二本体51驱动第二升降部52上下运动以使密闭腔体7向下运动。其中，第二升降部52为气缸。

在每一支撑柱55上均套设有2个缓冲部件56。设置在同一支撑柱55上的2个缓冲部件56分别套设在密闭腔体7上下表面的两侧，以使密闭腔体7上下运动时均能受到缓冲部件56的缓冲保护。具体地，缓冲部件56为弹簧。

压印设备还设有定位检测结构9，定位检测结构9安装在承载板53上，用于密闭腔体7密闭承载平台3时进行定位识别，以检测承载平台3是否处于相应的位置上；以保证后续工作能正常进行，如压辊61正常压印在模具上。

密闭腔体7为朝下一侧开口的方形腔体；该方形腔体的一侧壁设有联通内外的真空孔711，通过真空孔711可以使密闭腔体7内处于真空状态，从而防止待压印物在压印时出现气泡。

密闭腔体7两相对侧的内壁上均设有导向条72；具体地，密闭腔体7每一侧的内壁上均设置2条导向条72，2条导向条72上下平行设置。导向条72与压印结构6连接，以使压印结构6沿导向条72来回运动。

动力结构包括动力装置60、两个滚轴63、传动带64和两个传动结构62。动力装置60连接其中一滚轴63以带动滚轴63滚动，两个滚轴63分别设置在传带动两端，且滚轴63的两端分别连接两个设置密闭腔体7的内壁的导向条72。传动带64连接传动结构62，传动结构62安装在导向条72上且可以沿导向条72来回运动，压辊61的两端均连接一传动结构62。

具体地，滚轴63的一端套设有齿轮，其中一滚轴63的另一端连接动力装置60，动力装置60安装在密闭腔体7设置导向条72的侧壁的外侧，动力装置60包括电机和设有收容电机的保护壳。传动带64与齿轮接触的面设有与齿轮上轮齿持续啮合多个凸起，动力装置60带动滚轴63滚动以使套设在滚轴63上的齿轮带动传动带64运动；从而带动压辊61来回运动。

在本实施例中，两个滚轴63之间的距离小于导向条72的长度；在压辊61来回运动过程中，滚轴63可以起到限位阻挡作用，用以防止压辊61出轨。

传动结构62包括第三升降结构621、连接块622、导向块623和传动块624。第三升降结构621可以为气动升降结构，也可以为电动升降结构。第三升降结构621、传动块624分别设置在连接块622相对应的两侧表面，传动块624设置在与导向块623同一侧的连接块表面。

具体地，连接块622的一侧表面上设置2个导向块623以连接上下平行的2个导向条72；导向块623表面设有滑槽，导向条72卡合在滑槽内。传动块624设置在2个导向块623之间，传动块624的表面设有与传到带64凸起相配合的凹槽，通过凸起和凹槽的啮合以使传动带64运动时带动传动块运动，从而带动传动结构62沿导向条72运动。第三升降结构621为气动升降结构，其包括气动部6214、滑动部6215和连接部6216；连接部6216设有可以伸缩孔径大小的连接孔62161，通过伸缩孔径便于连接压辊61及与压辊61分离。气动部6214一侧与连接块622连接，另一侧与滑动部6215连接，气动部6214可以驱动滑动部6215上下滑动，连接部6216与滑动部6215连接，并通过连接孔62161连接压辊61以使压辊61上下运动，从而能根据实际需求调整压辊61与承载平台3的相对高度；同时也可以在滚压时实时进行压辊61与承载平台3之间高度的微调，以保证压辊61在对模具进行来回滚压时模具压印在待压印物上的深度一致。

压印设备还设有固化装置8，固化装置8安装在运动平台2上，且位于密闭腔体7一侧，以此减少待压印物压印后运动的时间，从而能防止待压印物在未固化前因与模具接触时间过长而使得模具脱模时对压印物造成损伤。

为便于理解，下面对压印设备的工作原理进行阐述。

正常情况，承载平台3处于与密闭腔体7不同侧的运动平台2上，密闭腔体7上升到一定的高度，其与运动平台2之间存在高度差。

工作时，将待压印物吸附在承载平台3上，调节调节结构42以调整固定结构4的尺寸适应模具，根据实际需求驱动部件102驱动第一升降结构10以调整固定结构4的倾斜角度。承载平台3自初始位置移动到密闭腔体7下方，经定位检测结构9定位识别后，第二升降结构5驱动密闭腔体7下降，与安装在承载平台3上的密封圈12重合以密封密闭腔体7；从真空孔711开始抽密闭腔体7内的气体以使密闭腔体7内处于真空状态。第三升降结构调整压辊61位置，动力装置60驱动压辊61自固定结构4高度低的一侧向高度高的一侧运动以进行初次压印，此时固定结构4开始下降，与此同时模具也开始对待压印物自一侧向另一侧压印，从而使压印过程中待压印物受力均匀，有效地防止压印过程中气泡的出现，保证压印图形的完整和精度。在压辊61完成初次压印后再进行来回滚压直至完成全部压印；然后往密闭腔体7内充气，第二升降结构5和第三升降结构工作，分别使密闭腔体7和压辊61复位。承载平台3运动至固化装置8进行固化；固化完成后，承载平台3运动至初始位置，第一升降结构10将固定结构4垂直升起，从而带动模具升起以实现脱模。

在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”、“设置在”或“位于”另一元件上时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。

在本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。

在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本文中，用于描述元件的序列形容词“第一”、“第二”等仅仅是为了区别属性类似的元件，并不意味着这样描述的元件必须依照给定的顺序，或者时间、空间、等级或其它的限制。

在本文中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。